JPS59180004A - 蒸気タ−ビン動翼 - Google Patents
蒸気タ−ビン動翼Info
- Publication number
- JPS59180004A JPS59180004A JP5272383A JP5272383A JPS59180004A JP S59180004 A JPS59180004 A JP S59180004A JP 5272383 A JP5272383 A JP 5272383A JP 5272383 A JP5272383 A JP 5272383A JP S59180004 A JPS59180004 A JP S59180004A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shield
- base
- erosion
- blade
- steam turbine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/12—Blades
- F01D5/28—Selecting particular materials; Particular measures relating thereto; Measures against erosion or corrosion
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分舒〕
この発明は蒸気タービンの低圧部最終段動翼として用い
られる二ローションシールドを具備した動翼に関する。
られる二ローションシールドを具備した動翼に関する。
蒸気タービンの最終段動翼は蒸気中に含まれている凝縮
水滴の高速衝突によりキャビテーションエロージョン損
耗を生ずる。このため、損耗の多い翼先端前縁部には第
１図に示したように耐キャビテーションエロージヨン性
に優れたＣｏ を約５０％含んだ通称ステライトと呼
ばれている合金で形成したエロージョンシールド（ａ）
を翼基体である１２Ｃｒ 基調（ｂｌにＡｇろうある
いは溶接ζ二より接合し保護している。
水滴の高速衝突によりキャビテーションエロージョン損
耗を生ずる。このため、損耗の多い翼先端前縁部には第
１図に示したように耐キャビテーションエロージヨン性
に優れたＣｏ を約５０％含んだ通称ステライトと呼
ばれている合金で形成したエロージョンシールド（ａ）
を翼基体である１２Ｃｒ 基調（ｂｌにＡｇろうある
いは溶接ζ二より接合し保護している。
ところで、前記エロージョンシールドの接合において従
来より行なわれているＡｇろう付では使用中蒸気中に含
まれている水分によりＡｇろうが腐食され接合強度が低
下し、これにともない翼の振動応力（二よる接合部の応
力が増加してエロージョンシールドが剥離する。
来より行なわれているＡｇろう付では使用中蒸気中に含
まれている水分によりＡｇろうが腐食され接合強度が低
下し、これにともない翼の振動応力（二よる接合部の応
力が増加してエロージョンシールドが剥離する。
またＴＩＧ溶接やＩＤＥ溶接などを行なった場合にはＡ
ｇろう付に比べ接合強度は高いが、エロージョンシール
ドのＣＯ基合金と翼基体のｔ２ Ｃｒ基鋼との溶融接合
部に脆化層が出来、使用中興の振動によりこの接合部の
脆化層から亀裂が発生し、二ローションシールドが剥離
するなどの不都合がある。
ｇろう付に比べ接合強度は高いが、エロージョンシール
ドのＣＯ基合金と翼基体のｔ２ Ｃｒ基鋼との溶融接合
部に脆化層が出来、使用中興の振動によりこの接合部の
脆化層から亀裂が発生し、二ローションシールドが剥離
するなどの不都合がある。
一方、従来より行なわれているＡｇろう付や溶接に変わ
る方法として、拡散接合が考えられるが、長さが約１７
Ｍ、幅が２０〜３０ｃｍもある最終段動翼にエロージョ
ンシールドを拡散接合する場合、拡散接合を行う真空槽
が非常に大きなものとなり、作業がしにくいこと、また
表面吸看ガスの除去に時間がかかること、加熱物が大き
いことから熱量の損失が多いことなど工業上不都合があ
る。
る方法として、拡散接合が考えられるが、長さが約１７
Ｍ、幅が２０〜３０ｃｍもある最終段動翼にエロージョ
ンシールドを拡散接合する場合、拡散接合を行う真空槽
が非常に大きなものとなり、作業がしにくいこと、また
表面吸看ガスの除去に時間がかかること、加熱物が大き
いことから熱量の損失が多いことなど工業上不都合があ
る。
本発明は上記点に准みなされたもので耐キャビテーショ
レエロージョン性に優れたＣＯ基合金よす成ル二ロージ
ョンシールドとエロージョンシールド支持体とが拡散接
合されており、かつ二ローションシールド支持体と翼基
体とが溶接接合された構造を有することを特徴とした蒸
気タービン最終段動翼を提供するものである。
レエロージョン性に優れたＣＯ基合金よす成ル二ロージ
ョンシールドとエロージョンシールド支持体とが拡散接
合されており、かつ二ローションシールド支持体と翼基
体とが溶接接合された構造を有することを特徴とした蒸
気タービン最終段動翼を提供するものである。
ます液相拡散接合用フィラーメタルとして、代表的には
Ｎｉ を主成分とする合金に、Ｂ、Ｐ、８ｉなどの融点
低下元素を添加した数十μｍ厚さのフィラーメタルを接
合部に介在させる。これらのフィラーメタルは、母材（
たとえばＮｉ基合金、Ｆｅ基合金など）の融点より数十
度低い温度で溶融し、したがって、接合部をフィラーメ
タルの融点より高くかつ母材の融点より低い温度に加熱
することにより、該フィラーメタルを溶融して母材をぬ
らし、はじめころう接の効果を得る。その後さらに長時
間、該温度を保持してＢ、８ｉ、Ｐなどを母材に拡散せ
しめる。そのとき、フィラーメタルは等温凝固現象を起
こし、強力な接合部を形成する。
Ｎｉ を主成分とする合金に、Ｂ、Ｐ、８ｉなどの融点
低下元素を添加した数十μｍ厚さのフィラーメタルを接
合部に介在させる。これらのフィラーメタルは、母材（
たとえばＮｉ基合金、Ｆｅ基合金など）の融点より数十
度低い温度で溶融し、したがって、接合部をフィラーメ
タルの融点より高くかつ母材の融点より低い温度に加熱
することにより、該フィラーメタルを溶融して母材をぬ
らし、はじめころう接の効果を得る。その後さらに長時
間、該温度を保持してＢ、８ｉ、Ｐなどを母材に拡散せ
しめる。そのとき、フィラーメタルは等温凝固現象を起
こし、強力な接合部を形成する。
拡散接合法の特徴は、■母材の溶融による脆化層を生じ
ない。■接合部強度に優れる。■圧接な）どと比較して
加圧力が小さくて良いため、複雑形状部材の接合が容易
である。など多数挙げられる。
ない。■接合部強度に優れる。■圧接な）どと比較して
加圧力が小さくて良いため、複雑形状部材の接合が容易
である。など多数挙げられる。
特に、液相拡散接合法は、同相拡散接合法と比較して、
接合時にフィラーメタルが溶融して接合部の微細な間隙
を満たすため、原理的に加圧の必要がなく、また接合表
面仕上げ精度が緩和できるため、複雑形状部材の接合に
対してより有効である。
接合時にフィラーメタルが溶融して接合部の微細な間隙
を満たすため、原理的に加圧の必要がなく、また接合表
面仕上げ精度が緩和できるため、複雑形状部材の接合に
対してより有効である。
すなわち、本発明に係る蒸気タービン最終段動翼は第２
図に示したようにエロージョンシールド（ａ）とエロー
ジョンシールド支り体（Ｃ１を拡散接合したのち、エロ
ージョンシールド支持体を翼基体（ｂ）に溶接接合した
構造を有する蒸気タービン最終段動翼である。
図に示したようにエロージョンシールド（ａ）とエロー
ジョンシールド支り体（Ｃ１を拡散接合したのち、エロ
ージョンシールド支持体を翼基体（ｂ）に溶接接合した
構造を有する蒸気タービン最終段動翼である。
拡散接合法は母材の融点よりも低い温度ｇ二接合部を加
熱して、おもに元素の拡散現象を利用して母材金属を接
合し母材なみの強度を持つ接合部を得る方法である。拡
散接合法は大きく分けて固相拡散接合法と液相拡散接合
法の２種類がある。前者は、母材どうしを直接あるいは
薄い金属のフィラーメタルを母材間に介在させ、その後
接合部を母材の融点以下の温度に加熱、加圧し接合部母
材表面あるいは金属フィラーメタル表面をクリープ変形
させ母材どうしを密着させたのち、さらに拡散熱処理を
施して接合部を均質化させる方法である。
熱して、おもに元素の拡散現象を利用して母材金属を接
合し母材なみの強度を持つ接合部を得る方法である。拡
散接合法は大きく分けて固相拡散接合法と液相拡散接合
法の２種類がある。前者は、母材どうしを直接あるいは
薄い金属のフィラーメタルを母材間に介在させ、その後
接合部を母材の融点以下の温度に加熱、加圧し接合部母
材表面あるいは金属フィラーメタル表面をクリープ変形
させ母材どうしを密着させたのち、さらに拡散熱処理を
施して接合部を均質化させる方法である。
後者はＴＬＰ法（Ｔｒａｒｓｉｅｎｔ Ｌｉｑｕｉｄ
Ｐｈａｓｅ Ｂｏｎ−ｄｉｎｇ ） 、 Ａ Ｄ法（Ａ
ｃｔｉｖａｔｅｄ Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ Ｂｏｎｄｉｎ
ｇ ）などとも称せられる方法で、従来おもに行なわれ
ている方法は次のとうりである。
Ｐｈａｓｅ Ｂｏｎ−ｄｉｎｇ ） 、 Ａ Ｄ法（Ａ
ｃｔｉｖａｔｅｄ Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ Ｂｏｎｄｉｎ
ｇ ）などとも称せられる方法で、従来おもに行なわれ
ている方法は次のとうりである。
次に本発明のエロージョンシールドを有する蒸気タービ
ン最終段動翼について説明する。
ン最終段動翼について説明する。
まず所望のエロージョンシールド支持体と耐キャビ７−
−ｖヨンエロージヨン性に優れたＣＯ基合金部材の接合
面を研磨したのち、各部材の接合面およびフィラーメタ
ルを脱脂洗浄する。次いで前記各材料を密着した状態で
固定する。フィラーメタルの供給法としては、数十μｍ
厚さの非晶質薄板材あるいは、合金粉末を有機バインダ
ーなどでシート状にしたものなどが多く使われているが
特別に清浄度が要求される、あるいは接合面形状が１４
雑で前記薄板状フィラーメタルの固定が困難な場合など
は、たとえば蒸着法（特願昭５６−８７４２９）、ば現
在多用されている１２Ｃｒ 基調に対しては、Ｆｅ。
−ｖヨンエロージヨン性に優れたＣＯ基合金部材の接合
面を研磨したのち、各部材の接合面およびフィラーメタ
ルを脱脂洗浄する。次いで前記各材料を密着した状態で
固定する。フィラーメタルの供給法としては、数十μｍ
厚さの非晶質薄板材あるいは、合金粉末を有機バインダ
ーなどでシート状にしたものなどが多く使われているが
特別に清浄度が要求される、あるいは接合面形状が１４
雑で前記薄板状フィラーメタルの固定が困難な場合など
は、たとえば蒸着法（特願昭５６−８７４２９）、ば現
在多用されている１２Ｃｒ 基調に対しては、Ｆｅ。
ＣＯを主成分とする金属以外の例えば、Ｎ１を主成分と
するフィラーメタルを用いることが有用である。すなわ
ち、ＦｅあるいはＣＯを主成分とするフィラーメタルを
用い七拡散接合を行なった場合、Ｆｅ基翼基体あるいは
ＣＯ基エロージョンシ−ル）’ ＪＦＡのいずれかが、
ＦｅあるいはＣｏ基フィラーメタルと隣接するため、舅
の使用時に、ＦｅイオンとＣｏイオンの電極反応が生じ
、Ｆｅ基基糸基体侵食される不都合が生じる。しかしな
がら、例えば、Ｎｉ を主成分とするフィラーメタル
を用いて拡散接合を行なうことによりＦｅ基翼基とＣｏ
基エロージョンシールドの中間にＮｉに富む層が形成さ
れ、この層がバリヤーの役割を果たし、電極反応を抑制
する。ここで用いるフィラーメタルは翼基体と二ローシ
ョンシールドのバリヤーとなりうる金属でかつ拡散接合
ｌ−適するものであれば種類を問わない。
するフィラーメタルを用いることが有用である。すなわ
ち、ＦｅあるいはＣＯを主成分とするフィラーメタルを
用い七拡散接合を行なった場合、Ｆｅ基翼基体あるいは
ＣＯ基エロージョンシ−ル）’ ＪＦＡのいずれかが、
ＦｅあるいはＣｏ基フィラーメタルと隣接するため、舅
の使用時に、ＦｅイオンとＣｏイオンの電極反応が生じ
、Ｆｅ基基糸基体侵食される不都合が生じる。しかしな
がら、例えば、Ｎｉ を主成分とするフィラーメタル
を用いて拡散接合を行なうことによりＦｅ基翼基とＣｏ
基エロージョンシールドの中間にＮｉに富む層が形成さ
れ、この層がバリヤーの役割を果たし、電極反応を抑制
する。ここで用いるフィラーメタルは翼基体と二ローシ
ョンシールドのバリヤーとなりうる金属でかつ拡散接合
ｌ−適するものであれば種類を問わない。
次いで、前記密着固定された部祠な不活性雰囲気中で加
熱して保持する。圧力は０．Ｏ１〜５０に９／−で良い
。また雰囲気は真空、不活性ガスなどの酸化防止雰囲気
であればよい。温度は、フィラーメタルの種類および拡
散接合の種類（固相あるいは液相拡散接合）により選択
されるが、通常は６０００〜１３００℃位の範囲である
。保持時間も同様に選択されるが、通常は１分〜１００
時間程度である。
熱して保持する。圧力は０．Ｏ１〜５０に９／−で良い
。また雰囲気は真空、不活性ガスなどの酸化防止雰囲気
であればよい。温度は、フィラーメタルの種類および拡
散接合の種類（固相あるいは液相拡散接合）により選択
されるが、通常は６０００〜１３００℃位の範囲である
。保持時間も同様に選択されるが、通常は１分〜１００
時間程度である。
なお、この接合時、接合部で接合が完了した時点で、圧
力を除荷して一体化した構造物を別の不活性雰囲気中に
移して再加熱し拡散熱処理を行なってもよい。
力を除荷して一体化した構造物を別の不活性雰囲気中に
移して再加熱し拡散熱処理を行なってもよい。
以上のようにして、 Ｃｏ基エロージョンシールドを有
するエロージョンシールド支持体を得ることが出来る。
するエロージョンシールド支持体を得ることが出来る。
次いで、前記エロージョンシールド支持体を翼基体に通
常の’Ｉ’ＩＧ溶接あるいはＥＢ溶接などの方法により
溶接する。かくして、耐キヤビテーシヨンエロージヨン
シールドを備えた本発明による蒸気タービン最終段動翼
が得られる。
常の’Ｉ’ＩＧ溶接あるいはＥＢ溶接などの方法により
溶接する。かくして、耐キヤビテーシヨンエロージヨン
シールドを備えた本発明による蒸気タービン最終段動翼
が得られる。
なお、本発明に係る蒸気タービン最終段動翼の基体とし
ては、前述した１２ｃｒ基鋼の他Ｔｉ合金なども含まれ
ることはむろんである。
ては、前述した１２ｃｒ基鋼の他Ｔｉ合金なども含まれ
ることはむろんである。
第２図ｆａ）に示す形状のＣＯ基合金（ステライト：
５．０Ｎｉ−２８，０Ｃｒ−２０，０Ｗ−０，９Ｃ−残
部Ｃｏ ）部材、および第２図（Ｃ）に示す形状の１
２ｃｒ＠ （Ｌ １．３Ｃｒ−２，５Ｎ ｉ −０，３
Ｖ−０，６Ｍｏ−０，１３Ｃ−１，６Ｍｎ−０，２Ｓ
ｉ−０，０３Ｎ−残部Ｆｅ ）製（７） 工ｏ −ジョ
ンシールド支持体の接合面を＃６００エメリー紙にて研
暦したのち、トリクレンとアセトンで脱脂洗浄４した。
５．０Ｎｉ−２８，０Ｃｒ−２０，０Ｗ−０，９Ｃ−残
部Ｃｏ ）部材、および第２図（Ｃ）に示す形状の１
２ｃｒ＠ （Ｌ １．３Ｃｒ−２，５Ｎ ｉ −０，３
Ｖ−０，６Ｍｏ−０，１３Ｃ−１，６Ｍｎ−０，２Ｓ
ｉ−０，０３Ｎ−残部Ｆｅ ）製（７） 工ｏ −ジョ
ンシールド支持体の接合面を＃６００エメリー紙にて研
暦したのち、トリクレンとアセトンで脱脂洗浄４した。
また、１５ｃｒ−４８−残部Ｎｊなる厚さ４０μｍのフ
ィラーメタルを同様にトリクレンとアセトンで脱脂洗浄
した。次いでこれらの部材とフィラーメタルを密着固定
して、２ Ｘ １０−’の真空中で１１８０℃で１時間
加熱した。加圧は、平均０．２ Ｋｙ ／−で行なった
。その後、１０５０℃×２時間および６２０℃×２時間
の熱処理を施し、ガス冷却した。
ィラーメタルを同様にトリクレンとアセトンで脱脂洗浄
した。次いでこれらの部材とフィラーメタルを密着固定
して、２ Ｘ １０−’の真空中で１１８０℃で１時間
加熱した。加圧は、平均０．２ Ｋｙ ／−で行なった
。その後、１０５０℃×２時間および６２０℃×２時間
の熱処理を施し、ガス冷却した。
かくして得られた接合材は１２ｃｒ銅の支持体とステラ
イトのエロージョンシールドの間に、約４０μｍのＮ１
に富む層が形成され、脆化層は見られず、また接合強度
も従来のＡｇろう接品の３〜ｌＯ倍に達する、ｌＯ〜３
０ｑ／−以上の強度を有していた。
イトのエロージョンシールドの間に、約４０μｍのＮ１
に富む層が形成され、脆化層は見られず、また接合強度
も従来のＡｇろう接品の３〜ｌＯ倍に達する、ｌＯ〜３
０ｑ／−以上の強度を有していた。
また、接合部の腐食試験を行なったところＡｇろうに見
られたような、水分による腐食もなく、腐食試験結果も
良好であった。
られたような、水分による腐食もなく、腐食試験結果も
良好であった。
次いで、エロージョンシールドを拡散接合した前記支持
体を支持体と同様の１２Ｃｒ鋼製のモデル翼基体に大気
中でＥＢ溶接を行ない、エロージョンシールドを具備し
た本発明による蒸気タービン最終段モデル翼を得た。
体を支持体と同様の１２Ｃｒ鋼製のモデル翼基体に大気
中でＥＢ溶接を行ない、エロージョンシールドを具備し
た本発明による蒸気タービン最終段モデル翼を得た。
第り図は従来の動翼の斜視図、第２図は本発明動翼の斜
視図である。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （ほか１名） 第１図 第２図
視図である。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （ほか１名） 第１図 第２図
Claims (1)
- 耐キャビチーＶヨンエロージョン性に優れたコバルト基
合金より成るエロージョンシールドとエロージョンシー
ルド支持体とが拡散接合されており、かつエロージョン
シールド支持体と糞基体とが溶接接合された構造を有す
ることを特徴とした蒸気タービンｍ動翼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5272383A JPS59180004A (ja) | 1983-03-30 | 1983-03-30 | 蒸気タ−ビン動翼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5272383A JPS59180004A (ja) | 1983-03-30 | 1983-03-30 | 蒸気タ−ビン動翼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59180004A true JPS59180004A (ja) | 1984-10-12 |
Family
ID=12922833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5272383A Pending JPS59180004A (ja) | 1983-03-30 | 1983-03-30 | 蒸気タ−ビン動翼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59180004A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61200309A (ja) * | 1985-03-01 | 1986-09-04 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | タ−ビン翼 |
| WO2002101204A1 (en) * | 2001-06-11 | 2002-12-19 | Hitachi, Ltd. | Turbine blade and turbine power generating equipment |
| EP2584149A3 (en) * | 2011-10-20 | 2016-07-27 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Turbine blade with erosion shield plate |
| RU181071U1 (ru) * | 2017-10-12 | 2018-07-04 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Рабочая лопатка для последних ступеней конденсационных паровых турбин |
| RU2757300C1 (ru) * | 2021-03-02 | 2021-10-13 | Открытое акционерное общество "Всероссийский дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт" (ОАО "ВТИ") | Способ припайки износостойкой стеллитовой накладки на входную кромку стальной рабочей лопатки паровой турбины (варианты) |
-
1983
- 1983-03-30 JP JP5272383A patent/JPS59180004A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61200309A (ja) * | 1985-03-01 | 1986-09-04 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | タ−ビン翼 |
| WO2002101204A1 (en) * | 2001-06-11 | 2002-12-19 | Hitachi, Ltd. | Turbine blade and turbine power generating equipment |
| EP2584149A3 (en) * | 2011-10-20 | 2016-07-27 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Turbine blade with erosion shield plate |
| RU181071U1 (ru) * | 2017-10-12 | 2018-07-04 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Рабочая лопатка для последних ступеней конденсационных паровых турбин |
| RU2757300C1 (ru) * | 2021-03-02 | 2021-10-13 | Открытое акционерное общество "Всероссийский дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт" (ОАО "ВТИ") | Способ припайки износостойкой стеллитовой накладки на входную кромку стальной рабочей лопатки паровой турбины (варианты) |
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